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Java知识架构教学教案

2022-10-13 10:25:13   0  举报

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AI智能生成

Java知识架构教学教案

Java知识

Java知识架构

Java

作者其他创作

大纲/内容

分布式锁

作用

保证分布式环境下的顺序执行，分布式环境下的锁机制

常用锁类型

Redis

问题

加锁过程

1. redis加锁后如果系统宕机，会导致锁不能够释放，所以为了解决这个问题，必须设置过期时间

2. 但过期时间同样不好设置，假设过期时间30秒，但在30秒内服务没有运行完成，则会释放锁，导致其他系统获取锁

3. 而设置过期时间也不能用两个命令，比如先设值再设过期时间，这样也可能导致设值后宕机没成功设置过期时间

redis的部署方式

1. 单机部署容易导致宕机后不能获取锁

2. 主从模式，当主宕机后主从切换过程也会在这短暂的时间不能正确获取锁

建议

建议使用Redission，这是个第三方的开源框架

Redission

代码例子

redlock算法支持

特性

1. 所有指令采用lua脚本，保证原子性

2. 锁超时时间怎么办？它提供了个watchdog，会在获取锁以后每隔10秒把key设置过期时间为30秒，这样只要程序一直在运行就不会过期，也不会死锁

zookeeper

zookeeper的基本特性

zk的节点可以是临时节点也可以是永久节点

zk的节点可以是有序节点，按序递增

zk的节点有事件监听机制，节点的创建、修改、删除、子节点变更都会触发事件监听

获取锁的流程

看图

开源方案

Curator

使用代码

评价

zk获取锁的过程耗时一般比Redis久点，但安全性比Redis高

优缺点

redis

缺点

获取锁的方式只能通过不断轮询尝试获取，比较消耗性能

不够健壮，Redis可能发生不安全的情况也就出现在主服务器获取到锁还没同步到从服务器，主服务器宕机，从服务器切换到主服务器的这个短暂的过程中

优点

redis分布式锁是比较常用的，它的性能比较高，获取锁的速度快，所以并发效率高

大部分情况下都不会遇到极端复杂场景导致锁获取错误

zookeeper

优点

定位就是分布式协调，强一致性，所以锁的模型比较健壮

如果获取不到锁，主需要添加一个监听器，不需要一直轮询，性能消耗较小

缺点

如果有较多的客户端频繁申请加锁，释放锁，对zk集群的压力会比较大，获取锁的速度相对redis会稍慢

设计模式深入

观察者模式

观察者模式和发布订阅模式一样吗

这可以是一个面试题，表面上看观察者模式是被观察者通知观察者消息，发布订阅模式生产者通知消费者消息，好像就名称不一样

区别

观察者模式是嵩耦合的关系，被观察者触发事件后通知所有观察者，被观察者是知道有哪些观察者的，只是可以自由添加删除，所以是松耦合； 发布订阅模式则是完全解耦，它还有个组成部分broker，也就像MQ中间件中的topic存储，生产者发送消息到topic，它并不知道有哪些消费者，消费者可以自由订阅哪个生产者的消息

使用层面讲，观察者模式多用于应用内部，对象间的通知机制；而发布订阅模式，则是中跨应用的模式，也就是常用的消息中间件

线程池深入

如何优雅关闭线程池

说明

这个网上有太多的错误或表达不明确的答案，然后互相抄袭，都是笼统的介绍了下，还都是错误的；我这里会概括几句，能理解最好，不能理解可以看下前面的链接文章，可不是简单的shutdown优雅关闭，shutdownNow直接关闭

线程中断

这个需要着重说明，应该线程池中断也是要基于这个原理

线程中断并不是调用Thread.interrupt，这里只是置了个标志位，具体的中断逻辑需要在自己的线程，用isinterrupt判断；

这里有两种情况的中断逻辑需要判断，当interrupt标志置为true时，如果线程处于阻塞状态会抛InterruptedException异常；如果正在运行则需要自己线程代码中判断isinterrupt，这里我给出个我写的demo代码

线程池关闭

shutdown

一般情况下，我们使用shutdown是没什么问题的，当如果你存有永久循环处理线程，那就要注意了，shutdown是关不了这种永久while线程的

它的解释说明是：线程池拒接收新提交的任务，同时等待线程池里的任务执行完毕后关闭线程池

shutdownNow

它的解释是：线程池拒接收新提交的任务，同时立马关闭线程池，线程池里的任务不再执行

实际执行过程是，当执行shutdownNow方法，它会取出剩下所有没有执行的任务队列并返回，而线程池是在不断循环任务队列的；此时又有两种情况，线程池正取到的任务阻塞，那么会直接抛出异常，和线程中断抛异常一样的逻辑处理；如果线程在执行状态，则会处理完当前任务然后继续循环，判断到任务为null了退出

上面的我继续概括：执行该方法后，会删除所有未执行任务，正在执行的任务如果是阻塞的，则抛异常，否则置中断状态后，继续执行完成当前任务后退出；

相同

shutdown和shutdownNow都是异步执行的

不同

shutdownNow会强制置所有工作线程置中断状态，中断导致的后果需要通过自己代码判断isinterrupt处理；而shutdown需要trylock尝试获取锁，获取不到则不会中断

结论

当使用shutdwonNow需要捕获处理可能抛出的中断异常；当使用shutdown需要保证线程任务没有永久阻塞的逻辑，否则线程关闭不了

JVM细节

类何时被回收

1. 该类在堆中不存在实例对象

2. 该类的ClassLoader已被回收

3. 对该类的对象没有任何引用

方法中的对象何时被回收

当方法执行完成后，方法中定义的对象，需要等待垃圾回收才销毁

软引用和弱引用的区别

软引用在内存不够时才回收，内存足够不会回收；而弱引用，只能撑到下次垃圾回收之前就会被回收

新生代到老年代的条件

我们的一般印象是新生代GC到一定年龄后，对象才会进入老年代，但实际并不是只有这一种情况

当survivor区中相同年龄的对象之和超过survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无需等到要求的最大年龄

JVM在什么情况下会加载一个类

简单的说就是在代码中用到这个类的时候

JVM类加载过程

1. 加载

读取类的.class文件

2. 验证

需要检验这个.class文件是否服务规范，也就是能不能运行，防止被篡改，不能运行我还干嘛继续呢

3. 准备

根据类中的属性等，分配内存空间，并赋予默认值

4. 解析

将符号引用替换为直接引用

5. 使用

6. 卸载

SpringCloud原理

Eureka

Eureka Client

负责将服务的信息注册到Eureka Server中

Eureka Server

注册中心，服务维护注册表，保存了各个服务器所在的机器和端口号

Feign

feign是用来代替httpClient，通过服务名的方式，动态代理接口接口，发起请求响应

代码例子

图片

缺点

通过Feign的方式调用服务，就像上面的例子一样，需要设置调用服务的名称在@FeignClient中，这样也导致了，当服务B部署了B1，B2，B3这三个不同名但功能相同服务，那么我就要写三个类似的FeignClinet客户端代码，之后如果再加个B4，又要改代码；或者Feign还提供了动态创建实例的功能（见链接），但存在问题，服务降级逻辑不知道写哪了

Ribbon

作用

作为负载均衡，比如一个服务部署在5台机器上，该组件的作用可以把请求均匀发送到各台机器

默认算法为Round Robin轮询算法

Hystrix

作用

隔离、熔断和降级

流程图

zuul

作用

微服务网关，根据请求的特征进行不同服务的转发，还可以做统一的降级、限流、认证授权、安全

优秀第三方组件